Скорость, с которой передвигаются многие организмы, поражает воображение. И это касается не только птиц или насекомых, но и бактерий. То, что они, используя жгутики, плавают со средней скоростью около 25 мкм/с, ученым известно давно. Но среди них есть виды, которые могут развивать спринтерскую скорость – 100 и больше мкм/с. А это значит, что за столь незначительный отрезок времени бактерия перемещается на расстояние, которое в 10 и более раз превышает ее собственную длину. Если представить это в более понятных для человека масштабах, то при таком соотношении расстояния и скорости пловец проплыл бы 100 м приблизительно за 5 с.

Наблюдения под электронным микроскопом, а также микросъемка показали, что во время движения жгутик бактерии вращается вокруг оси. Причем скорость этого вращения поражает воображение: от 100 до 1000 оборотов в секунду. Для вращения жгутика у бактерий есть специальное устройство, которое ученые назвали «протонным мотором». Суть его работы заключается в следующем: во время дыхания из бактериальной клетки во внешнюю среду откачиваются ионы водорода (Н) или ионы натрия (Na). Но когда ионы Н+ или Na+ возвращаются в клетку, их обратный поток и обеспечивает вращение жгутика.

Впоследствии было установлено, что некоторые морские бактерии для вращения жгутика, вместо «протонного мотора», используют «натриевый», в котором энергия образуется за счет разности электрохимических потенциалов ионов натрия.

Более того, у морской бактерии вибрио альгинолитикус, в зависимости от внешних условий, образуются два типа жгутиков. Если этот микроорганизм живет в морской воде, то у него присутствует только один большой жгутик, который приводится в движение «натриевым мотором». Если же бактерия оказывается в другой среде, то на ее тельце появляется множество мелких жгутиков, которые вращаются с помощью «протонных моторов».

Движение позволяет микроорганизмам выбирать оптимальные условия существования, для чего бактерии располагают множеством датчиков, регистрирующих параметры внешней и внутренней среды: температуру, освещенность, кислотность и т. д.

Датчики – это особые белки-рецепторы, которые обычно располагаются на внутренней мембране. Они регулируют характер вращения жгутика, подавая два вида сигналов, одни из которых вызывают переключение, другие – запрещают его. Если бактерия плывет в нужном направлении (например, в сторону увеличения концентрации глюкозы), то рецептор глюкозы связывает этот сахар и посылает сигнал, запрещающий изменение направления движения. Если же концентрация глюкозы падает, то рецептор посылает противоположный сигнал. Бактерия меняет направление движения в ту сторону, где концентрация глюкозы более высокая, и оказывается в благоприятных условиях.

По материалам научно-образовательного портала "С точки зрения науки" santorum,ru

Обычные лягушки и жабы умеют различать цвета в полной темноте и сохраняют эту способность даже в тех условиях, когда человек вообще ничего не видит, заявляют российские и шведские ученые в статье, опубликованной в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B.

«Удивительно, что эти земноводные не теряют способности различать цвета даже в кромешной темноте и при этом не теряют остроты зрения. Подобные результаты наблюдений были совершенно неожиданными для нас», — заявил Альмут Келбер (Almut Kelber) из университета Лунда (Швеция).

Глаза людей и многих других млекопитающих содержат в себе два типа светочувствительных клеток – колбочки и палочки. Колбочки позволяют нам различать цвета, но при этом они работают только при достаточно высокой освещенности, а палочки – позволяют видеть силуэты предметов при тусклом свете звезд или Луны.

Как показывают эксперименты последних лет, число различных типов колбочек и их функции заметно отличаются у разных групп и даже родов животных – к примеру, человек обладает тремя видами колбочек, а некоторые виды птиц и рептилий – четырьмя типами, один из которых позволяет им видеть ультрафиолетовое излучение. Другие животные, к примеру, раки-богомолы, обладают еще более экзотической системой зрения, содержащей в себе 12 разных фоторецепторов, каждый из которых различает определенный цвет.

Келбер и его коллеги, в том числе россиянин Сергей Кондрашев из Института биологии моря ДВО РАН во Владивостоке, изучали еще одну странность, связанную с устройством глаз. По каким-то причинам многие виды лягушек, жаб и других земноводных обладают не одним, а двумя типами палочек, и почти не обладают колбочками. Таких палочек нет ни у одного другого вида позвоночных животных, и шведские биологи решили выяснить, для чего они нужны амфибиям.

Первые эксперименты с этими структурами показали, что они реагируют на свет с разной силой, что заставило авторов открытия предположить, что они могут играть ту же роль, как и колбочки в глазах человека, обладающие разной чувствительностью к коротким и длинным волнам света. Как объясняют ученые, наш мозг сравнивает сигналы от таких колбочек и вычисляет цвет того или иного предмета по разнице в их «показаниях».

Команда Келбера проверила эту гипотезу, поместив несколько обычных жаб (Bufo bufo) и травяных лягушек (Rana temporaria) в темную клетку и попытавшись заставить их исполнить одну из трех главных задач, которые они решают в дикой природе – поиск партнера для спаривания, добыча еды и навигация внутри темного логова или леса.

К большому удивлению ученых, лягушки продолжали различать цвета и умели ориентироваться по ним при поисках выхода из норы даже в тех случаях, когда уровень освещения был более чем в 10 раз ниже, чем минимально допустимая яркость света для глаз человека, когда люди уже почти ничего не видят.

При более низкой освещенности лягушки теряли цветное зрение, но продолжали видеть мир в монохромной гамме. Это умение стало более удивительным тогда, когда ученые проанализировали данные и обнаружили, что глаза лягушек обладали чувствительностью света, почти равной теоретическому максимуму.

Что интересно, лягушки использовали это «супер-зрение» не во всех ситуациях – они всегда использовали его при навигации внутри клетки, но быстро отказывались от его использования при поиске самок. При добыче еды наблюдалась некая промежуточная ситуация – лягушки переключались на монохромное зрение при почти полном отсутствии света, но в остальных случаях использовали цветное зрение. Почему так происходит, ученые пока не знают, но планируют выяснить в ходе следующих экспериментов.

Читайте на сайте "С точки зрения науки"

О дааа

ЗАГАДКА. У костистых рыб органы выделения выводят только мочу. Половые продукты у самцов выводятся через специальные семяпроводы, а у самок – либо в короткий яйцевод, либо сразу в половое отверстие. У хрящевых рыб вольфовы каналы у самцов выводят, кроме мочи, ещё и половые продукты, а у самок созревшие яйца выпадают сначала в полость тела. Однако у амфибий, как считается произошедших от костистых рыб, вольфовы каналы у самцов выводят опять и мочу, и сперматозоиды. А у самок как амфибий, так и рептилий, птиц и млекопитающих яйца из яичников сначала выпадают в полость тела.

ВОПРОС. Почему мочеполовая система костистых рыб отличается от всех и предшествующих и последующих эволюционных групп?